Контрольные вопросы:

1. Дать определение сети.

2. Чем отличается коммуникационная сеть от информационной сети.

3. Как разделяются сети по территориальному признаку.

4. Что принято понимать под топологией сети.

5. Какие существуют топологии сетей.

6. Какие существуют типы физического кодирования информации при передаче данных по каналам связи.

7. Перечислите информационные ресурсы сетей.

Тема 2. Базовая эталонная модель Международной организации стандартов

В данной главе вводится понятие «сетевой модели», рассматриваются наиболее популярные сетевые модели, в том числе базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI), представлен состав и назначение основных компонентов информационных сетей.

2.1 Понятие сетевой модели

Под «сетевой моделью» понимают теоретическое описание принципов работы набора сетевых протоколов, взаимодействующих друг с другом. Модель обычно делится на уровни, так, чтобы протоколы вышестоящего уровня использовали бы протоколы нижестоящего уровня, т.е. данные протокола вышестоящего уровня передавались бы с помощью нижележащих протоколов. Этот процесс называют инкапсуляцией, процесс извлечения данных вышестоящего уровня из данных нижестоящего - деинкапсуляцией. Принято выделять практические (использующиеся в сетях) и теоретические (показывающие принципы реализации) сетевые модели.

К наиболее известным сетевым моделям относятся:

• Модель OSI (базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model) - абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Предлагает взгляд на компьютерную сеть с точки зрения измерений. Каждое измерение обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и прозрачнее;

• Модель DOD (Модель TCP/IP) - практически использующаяся модель, принятая для работы в современных сетях;

• Модель SPX/IPX - модель стека протоколов SPX/IPX;

• Модель AppleTalk - модель для сетей AppleTalk (протоколы для работы сетей с оборудованием Apple);

• Модель Fibre Channel - модель для высокоскоростных сетей Fibre Channel.

В настоящее время основным используемым стеком протоколов является TCP/IP, разработка которого не была связана с моделью OSI и к тому же была совершена до её принятия.

2.2 История разработки базовой эталонной модели международной организации стандартов

Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем (англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model, OSI) - это концептуальная основа, определяющая характеристики и средства открытых систем. Она обеспечивает работу в одной сети систем, выпускаемых различными производителями. Разработана в 1978 г. ISO (международной организацией стандартов) и широко используется во всём мире как основа концепций информационных сетей и их ассоциаций. На базе этой модели описываются правила и процедуры передачи данных между открытыми системами. Она также описывает структуру открытой системы и комплекс стандартов, которым она должна удовлетворять.

Основными элементами модели являются: уровни, объекты, соединения, физические средства соединений.

Модель информационной системы состоит из трёх основных составляющих:

• прикладные процессы (осуществляют обработку данных);

• область взаимодействия (размещаемые в ней блоки прокладывают в сети логические каналы (пунктирная линия на рисунке) между портами прикладных процессов и обеспечивает их взаимодействие);

• физические средства соединений(обеспечивают физическую связь систем).

Из-за сложности области взаимодействия она делится на группу расположенных друг над другом 7 уровней.

Поскольку наиболее востребованными и практически используемыми стали протоколы, разработанные с использованием других моделей сетевого взаимодействия, далее необходимо описать возможное включение отдельных протоколов других моделей в различные уровни модели OSI.

Семейство протоколов стека TCP/IP имеет три транспортных протокола: TCP, полностью соответствующий OSI, обеспечивающий проверку получения данных; UDP, отвечающий транспортному уровню только наличием порта, обеспечивающий обмен датаграммами между приложениями, не гарантирующий получения данных; и SCTP, разработанный для устранения некоторых недостатков TCP, в который добавлены некоторые новшества. (В семействе TCP/IP есть ещё около двухсот протоколов, самым известным из которых является служебный протокол ICMP, используемый для внутренних нужд обеспечения работы; остальные также не являются транспортными протоколами.)

В семействе протоколов стека IPX/SPX порты (называемые «сокеты» или «гнёзда») появляются в протоколе сетевого уровня IPX, обеспечивая обмен датаграммами между приложениями (операционная система резервирует часть сокетов для себя). Протокол SPX, в свою очередь, дополняет IPX всеми остальными возможностями транспортного уровня в полном соответствии с OSI. В качестве адреса хоста IPX использует идентификатор, образованный из четырёхбайтного номера сети (назначаемого маршрутизаторами) и MAC-адреса сетевого адаптера.

Любой протокол модели OSI должен взаимодействовать либо с протоколами своего уровня, либо с протоколами на единицу выше или ниже своего уровня. Взаимодействия с протоколами своего уровня называются горизонтальными, а с уровнями на единицу выше или ниже - вертикальными.